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Comme nous l'avons dit nous améliorerons, ce mois-ci, notre thermomètre de manière à pouvoir l'utiliser comme régulateur de température pour une installation de chauffage central individuelle. En premier lieu nous le doterons de deux capteurs. Le premier utilisé pour la mesure de la température intérieure, le second pour la température extérieure. En effet ces deux contrôles sont indispensables pour éviter des problèmes de surchauffe et donc pour optimiser le fonctionnement de la chaudière. Rappelons que les radiateurs d'une installation de chauffage central possèdent une inertie thermique qui est loin d'être négligeable. Par exemple, si un thermostat d'intérieur unique est réglé sur 20°C, la chaudière s'éteint au moment où l'air de la pièce se trouve à 20°C; cependant les radiateurs seront alors à leur température maximale de fonctionnement. Bien que le chauffage soit coupé, la température continuera à monter au-delà de 20 "C et ce jusqu'à un point dépendant des pertes thermiques de la maison, donc essentiellement lié à la température extérieure. Inversement, toujours dans le cas d'un thermostat unique, la chaudière se remettra en route lorsque la température de l'air sera inférieure à 20°C. Mais alors les radiateurs seront froids. Avant d'être efficaces il faudra donc qu'ils commencent par chauffer et durant ce laps de temps la température descendra aU-dessous de 20 °C. Pour optimiser le fonctionnement d'un chauffage central, l'idéal est donc de couper la chaudière un peu avant que la température désirée soit atteinte, et ce en fonction de la température extérieure, puis de la redémarrer également avant que le seuil minimum soit atteint. Certes eh dehors de la température extérieure, le coefficient d'isolation thermique de chaque habitation devra être pris en compte afin de calculer le décalage à donner aux ordres de mise en route ou d'arrêt dè la chaudière. Ce coefficient sera déterminé expérimentalement puis transmis au programme.
Munis de ces quelques précisions passons donc à l'étude de notre carte. Comme plusieurs informations différentes devront être échangées avec l'ordinateur à partir du même port (même adresse) d'entrée-sortie, nous mettrons en place un petit protocole de conversation. Afin de conserver uh bon synchronisme de fonctionnement entre carte et programme nous initialiserons celle-ci régulièrement grâce à une instruction OUT 255. Chaque fois que cet ordre se présentera la carte se positionnera en début de cycle et sera donc prête, à la première interrogation du programme, à fournir la température intérieure, puis la température extérieure, puis à commander la mise en route de la chaudière et enfin son arrêt. Le cycle complet sera donc effectué après quatre demandes du programme suivant un ordre OUT 255. Notons que ce cycle ne sera que rarement effectué entièrement. En effet dans la majeure partie des cas OUT 255 interviendra avant qu'il soit terminé et la carte sera donc prête à entamer un nouveau cycle. Ce protocole sera géré par un simple compteur. OUT 255 commandera sa remise à 0 et chaque instruction IN 255, question posée à la carte par le programme, provoquera son incrémentation. Un décodeur sélectera alors le sous-ensemble de la carte concerné par la question posée. Les mesures de température seront effectuées par un procédé similaire à celui utilisé le mois dernier. La commande de la chaudière sera, quant à elle, assurée par un relais. Nous verrons plus loin ou le ... placer. Le programme que nous vous proposons pour piloter cette interface n'est qu'un exemple et pourra être modifié au goût de chacun. Ses points les plus intéressants, directement réexploitables en cas de modification, sont les trois sous-routines d'échange de données. La sous-routine 1000 (lignes 1000 à 1120) permet à l'ordinateur de connaître température intérieure et extérieure. Un facteur de linéarité (KL) sera utilisé pour compenser les erreurs de mesure dues aux composants du montage. Ici, comme dans le cas du thermomètre décrit le mois dernier, la température sera calculée en effectuant une moyenne sur 100 mesures. La sous-routine 2000 se charge de la mise en route de la chaudière. Pour cela, elle enverra à la carte un OUT suivi de trois IN. Le relais collera alors. Inversement la sous-routine 3000 aura pour fonction de couper le chauffage. Son principe est identique à celui de la sous-routine précédente sauf qu'ici OUT sera suivi de quatre IN. Notons que ces deux sous-routines donnent à la variable CH soit la valeur 1 soit la valeur 0. Cette variable sera utilisée pour indiquer, sur l'écran de l'ordinateur, si la chaudière est allumée ou non. Ce programme ne comporte pas de fonction de programmation horaire. A cela deux raisons. D'une part sur les micro-ordinateurs si la fréquence de fonctionnement du quartz qui les commande est relativement stable elle peut, par contre, varier d'un appareil à l'autre. Une “horloge” réalisée autour d'un programme unique risquerait donc d'avancer fortement sur un appareil alors qu'elle retarderait sur un autre. D'autre part chaque type de machine possède des instructions propres telles que PAUSE, WAIT, etc., permettant de déterminer des intervalles de temps calibrés. Libre à vous, donc, d'inclure ou non une telle possibilité dans le programme et ce en fonction de votre appareil. Hormis ce point, le programme présenté ne doit pas poser de problème de frappe particulier. Les instructions utilisées étant standard, son adaptation à d'autres micro-ordinateurs que le ZX Spectrum est relativement simple. Seule l'instruction PRINT AT est particulière au Spectrum ; elle détermine l'endroit ou seront inscrits les commentaires sur l'écran. Elle a donc pour équivalent : LOCATE, H TAB - V TAB, CURSET, etc. Une fois cablage et frappe du programme terminés, les essais pourront commencer. La séquence de réglage sera utilisée. En premier lieu les potentiomètres ajustables de la carte seront positionnés de manière à obtenir un affichage aussi précis que possible des températures intérieures et extérieures. Ce réglage devra être effectué après avoir équipé les deux sondes (diodes) de la longueur de câble définitive; ce dernier pouvant modifier légèrement la mesure. Cette première opération terminée, on vérifiera que le relais répond correctement aux instructions transmises par l'ordinateur en utilisant les touches M, pour marche, et A pour arrêt. Si ces divers points vous donnent satisfaction le montage sera prêt à être utilisé et le programme pourra soit être lancé en tapant ENTER, soit être modifié à votre convenance. Pour raccorder ce montage au circuit électrique de la chaudière nous utiliserons les fils du thermostat d'ambiance, si l'installation en est pourvue ; ou nous repérerons sur la chaudière le bornier destiné à son éventuel raccordement. Si l'installation ne comporte pas de thermostat, le contact travail du relais sera connecté aux deux points du bornier après avoir retiré le cavalier les réunissant. Dans le cas contraire, trois possibilités se présentent :
Hormis ce type d'application, d'autres utilisations peuvent être envisagées pour ce montage, notamment en utilisant les sondes pour mesurer la température de l'eau circulant dans les tuyaux d'une installation comportant un capteur solaire, par exemple, de manière à commander ou non la mise en route de la pompe de circulation. BROCHAGE DE NOTRE CONNECTEUR... Henri-Pierre PENEL , Science&Vie n°827
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